燃料动力锂电池的两大关键部件是膜电极组件和双极板，前者由质子交换膜、催化层和气体扩散层组成。实验室成果的工业化放大须解决一致性和成本等多项课题，实验室制备水平到量产水平要攻克批量生产技术。如商用燃料动力锂电池催化剂量产技术要突破：催化剂纳米颗粒尺寸控制(确保活性比表面积)、提升碳载体稳定性(确保耐久性)、反应条件均一性(确保前后批次稳定性)。未来十年，日本有关燃料动力锂电池量产技术开发事项有电极高速涂布技术、双极板高速成形技术、高速一体化密封技术、电解质膜量产技术、催化剂量产技术和碳载体量产技术等。目前，日本在燃料动力锂电池关键材料方面，质子交换膜有旭化成、旭硝子和氯工程等；催化剂有TKK、田中贵金属、日清坊等公司；气体扩散层有Tory、JSR等公司；双极板有神户制刚(板材)、丰田纺织(加工)等公司。



活化燃料动力锂电池的能量管理系统开发



质子交换膜燃料动力锂电池在使用前，要对其进行活化，使性能达到使用标准，之后才进入使用阶段，否则电池性能发挥不出来，单节性能偏低导致无法使用。膜电极的活化过程是电解质膜加湿，电子、质子、气液传输通道建立和电极结构优化的复杂过程。盲目缩短活化时间，燃料动力锂电池性能无法达到要求。通常，燃料动力锂电池活化采用持续加载方法，活化时间长，影响生产节拍，生产成本也新增。研究活化机理和活化影响因素，探索高效活化工艺和能量管理系统是加快燃料动力锂电池堆生产节拍、降低成果的重要一环。



性能及耐久性加速劣化试验标准及劣化机制建立



作为燃料动力锂电池的关键技术，耐久性是决定车载燃料动力锂电池商用化的关键因素之一。燃料动力锂电池耐久性与构成其结构的每个组件相关-质子交换膜、催化层、气体扩散层和双极板。由于耐久性测试的高成本，通常采用加速老化试验对燃料动力锂电池进行耐久新评估。加速老化试验通常由开路、低电流、中电流和高电流等阶段组成。合理的耐久性劣化测试工况对评估燃料动力锂电池寿命至关重要。此外，为更好开发燃料动力锂电池控制策略和关键材料，阐述劣化机制有关主动提高燃料动力锂电池耐久性显示出事半功倍的效果。丰田汽车公司和日本精密陶瓷中心(JFCC)开发了一项最新的监测技术，该技术可以实时监测质子交换膜燃料动力锂电池电化学反应过程中铂纳米颗粒的变化过程，该项技术已经被应用在Mirai改进型和丰田下一代燃料动力锂电池技术上。